Forskningsutveksling |DMP-I digital mikro-perturbasjon fire-akse blanding haug teknologi forskning og utvikling og anvendelse

Sammendrag

I lys av problemene som eksisterer i den konvensjonelle sement-jord-blandingspelteknologien, som ujevn fordeling av pælekroppens styrke, store konstruksjonsforstyrrelser og stor innvirkning på pelkvaliteten av menneskelige faktorer, er en ny teknologi med DMP digital mikroforstyrrelse fire- akse blandepel ble utviklet.I denne teknologien kan fire borekroner spraye slurry og gass samtidig og arbeide med flere lag med skjæreblader med variabel vinkel for å kutte jorden under pelformasjonsprosessen.Supplert med opp-ned-konverteringssprøyteprosessen, løser den problemet med ujevn styrkefordeling av pelekroppen, og kan effektivt redusere sementforbruket.Ved hjelp av gapet som dannes mellom det spesialformede borerøret og jorda, slippes slurryen ut autonomt, noe som oppnår en liten forstyrrelse av jorda rundt haugen under byggeprosessen.Det digitale kontrollsystemet realiserer den automatiserte konstruksjonen av peleformasjonen, og kan overvåke, registrere og gi tidlig varsling for peleformasjonsprosessen i sanntid.

Introduksjon

Sement-jordblandingshauger er mye brukt innen ingeniørkonstruksjon: for eksempel jordforsterkning og vanntette gardiner i grunngravprosjekter;hullforsterkning i skjoldtunneler og rørjekkbrønner;grunnbehandling av svake jordlag;anti-siv i vannvernprosjekter vegger samt barrierer i deponier med mer.For tiden, ettersom omfanget av prosjekter blir større og større, har kravene til konstruksjonseffektivitet og miljøvern av sement-jordblandingshauger blitt høyere og høyere.I tillegg, for å møte de stadig mer komplekse miljøvernkravene rundt prosjektkonstruksjonen, må konstruksjonskvaliteten til sement-jordblandingspeler kontrolleres.Og å redusere konstruksjonens påvirkning på det omkringliggende miljøet har blitt et presserende behov.

Konstruksjonen av blandepeler bruker hovedsakelig en blandeborekrone for å blande sement og jord in situ for å danne en haug med en viss styrke og anti-sivevne.Vanlig brukte sement- og jordblandingshauger inkluderer enkeltakse, dobbeltakse, treakse og femaksede sement- og jordblandingshauger.Disse typene blandehauger har også forskjellige sprøyte- og blandeprosesser.

Enakset blandehaug har bare ett borerør, bunnen er sprøytet, og blandingen utføres gjennom et lite antall blader.Dette er begrenset av antall borerør og blandeblader, og arbeidseffektiviteten er relativt lav;

Den biaksiale blandepelen består av 2 borerør, med eget slamrør i midten for fuging.De to borerørene har ikke fugefunksjonen fordi borekronene på begge sider må røres gjentatte ganger for å få slurryen til å sprøytes fra det midterste slurryrøret innenfor planområdet.Fordelingen er jevn, så "to sprayer og tre omrøringer"-prosessen er nødvendig under konstruksjonen av dobbeltakselen, noe som begrenser konstruksjonseffektiviteten til dobbeltakselen, og jevnheten til pelformasjonen er også relativt dårlig.Maksimal byggedybde er ca. 18 meter [1];

Den treaksede blandepelen inneholder tre borerør, med fugemasse sprøytet på begge sider og trykkluft sprøytet i midten.Dette arrangementet vil føre til at styrken til den midterste pelen blir mindre enn styrken til de to sidene, og pelkroppen vil ha svake ledd på planet;i tillegg den treaksede blandepelen Vannsementen som brukes er relativt stor, noe som reduserer styrken til pelekroppen til en viss grad;

Den femaksede blandepelen er basert på toaksen og treaksen, og legger til antall blandeborstaver for å forbedre arbeidseffektiviteten, og forbedrer kvaliteten på pelekroppen ved å øke antall blandeblader [2-3] .Prosessen med sprøyting og blanding er forskjellig fra de to første.Det er ingen forskjell.

Forstyrrelsen av den omkringliggende jorda under bygging av sement-jord-blandingshauger er hovedsakelig forårsaket av sammenklemming og oppsprekking av jorda forårsaket av omrøring av blandebladene, og penetrering og spaltning av sementslurryen [4-5].På grunn av de store forstyrrelsene forårsaket av bygging av konvensjonelle blandepeler, ved konstruksjon i følsomme miljøer som tilstøtende kommunale anlegg og vernede bygninger, er det vanligvis nødvendig å bruke dyrere allround høytrykksstrålefuging (MJS-metoden) eller enkel. -akse blandepeler (IMS-metoden) og andre mikrostrukturer.Forstyrrende byggemetoder.

I tillegg, under konstruksjon av konvensjonelle blandepeler, er viktige konstruksjonsparametere som synke- og løftehastigheten til borerøret og mengden sprøytebetong nært knyttet til operatørenes erfaring.Dette gjør det også vanskelig å spore byggeprosessen til blandepelene og resulterer i forskjeller i kvaliteten på pelene.

For å løse problemene med konvensjonelle sement-jord-blandingshauger som ujevn pelestyrkefordeling, store konstruksjonsforstyrrelser og mange menneskelige interferensfaktorer, har Shanghai-ingeniørsamfunnet utviklet en ny digital mikro-forstyrrelses-fireakset blandepeleteknologi.Denne artikkelen vil i detalj introdusere egenskapene og ingeniørapplikasjonseffektene til fireakset blandepeleteknologi i sprøytebetongblandingsteknologi, konstruksjonsforstyrrelseskontroll og automatisert konstruksjon.

1, DMP digitalt mikroperturbasjonsutstyr med fire akser

Det digitale DMP-I-mikroforstyrrelsesutstyret med fire akser består hovedsakelig av et blandesystem, et pelerammesystem, et gassforsyningssystem, et automatisk massetilførselssystem og et digitalt kontrollsystem for å realisere automatisert pelekonstruksjon .

2、 Blande- og sprøyteprosess

De fire borerørene er utstyrt med sprøytebetongrør og jetrør innvendig.Som vist i figur 2 kan borehodet spraye slurry og trykkluft samtidig under pelformingsprosessen, og unngå problemene forårsaket av sprøyting av noen borerør og sprøyting av noen borerør.Problemet med ujevn fordeling av pelestyrken på flyet;fordi hvert borerør har inngrep av trykkluft, kan blandingsmotstanden reduseres fullstendig, noe som er nyttig for konstruksjon i hardere jordlag og sandholdig jord, og kan få sement og jord til å blande seg.I tillegg kan komprimert luft akselerere karboneringsprosessen til sement og jord og forbedre den tidlige styrken til sement og jord i blandehaugen.

Blandeborekronene til DMP-I digital mikroperturbasjon fireakset blandepeldriver er utstyrt med 7 lag med blandeblader med variabel vinkel.Antall enkeltpunkts jordblanding kan nå 50 ganger, langt over 20 ganger anbefalt av spesifikasjonen;blandeborkronen Den er utstyrt med differensialblader som ikke roterer med borerøret under pelformasjonsprosessen, noe som effektivt kan forhindre dannelsen av leireslamkuler.Dette kan ikke bare øke antall jordblandingstider, men også forhindre dannelsen av store jordklumper under blandingsprosessen, og dermed sikre jevnheten til slurryen i jorda.

DMP-I digital mikroperturbasjon med fire akser blandepeler bruker opp-ned konvertering sprøytebetongteknologi som vist i figur 3. Det er to lag med sprøytebetongporter på blandeborehodet.Når den synker åpnes den nedre sprøytebetongporten.Den sprøytede slurryen er fullstendig blandet med jorden under påvirkning av det øvre blandebladet.Når den løftes, lukkes den nedre sprøytebetongporten og åpner samtidig den øvre sprøyteporten slik at slurryen som kastes ut fra den øvre sprøytebetongporten kan blandes fullstendig med jorden under påvirkning av de nedre knivene.På denne måten kan slurryen og jorda bli fullstendig omrørt under hele prosessen med å synke og røre, noe som ytterligere forbedrer jevnheten til sement og jord innenfor dybdeområdet til pelekroppen, og effektivt løser problemet med dobbeltakse og tre -akse blandepeleteknologi i borerørsløfteprosessen.Problemet er at slurryen som sprayes fra bunninjeksjonsporten ikke kan røres fullstendig av rørebladene.

3、Konstruksjonskontroll av mikroforstyrrelser

Tverrsnittet av borerøret til DMP-I digital mikroperturbasjon med fire akser blandepeldriver er en ovallignende spesialformet form.Når borerøret roterer, synker eller løftes, vil det dannes en slurryutslipp og eksoskanal rundt borerøret.Ved omrøring, når det indre trykket i jorda overstiger in-situ-belastningen, vil slurryen naturlig slippes ut langs slurryutslippskanalen rundt borerøret, og unngår derved klemning av jorden forårsaket av akkumulering av slurrygasstrykk nær blandebor.

Den digitale DMP-I-mikro-perturbasjon fireakse blandepeldriveren er utstyrt med et underjordisk trykkovervåkingssystem på borkronen, som overvåker endringer i underjordisk trykk i sanntid under hele peleformasjonsprosessen, og sikrer at underjordstrykket er kontrolleres innenfor et rimelig område ved å justere slurrygasstrykket.Samtidig kan de konfigurerte differensialbladene effektivt hindre leire fra å feste seg til borerøret og dannelsen av slamkuler, og også effektivt redusere blandingsmotstand og jordforstyrrelser.

4、 Intelligent konstruksjonskontroll

Det digitale DMP-I-mikroforstyrrelsesutstyret med fire akser er utstyrt med et digitalt kontrollsystem, som kan realisere automatisert pelekonstruksjon, registrere konstruksjonsprosessparametere i sanntid og overvåke og gi tidlig varsling under peleformasjonsprosessen.

Det digitale kontrollsystemet kan automatisk fullføre konstruksjonen av blandepeler basert på konstruksjonsparametrene bestemt av prøvepelene.Den kan automatisk kontrollere senking og løfting av blandesystemet, slamstrømtilpasning og peleformasjonshastighet i seksjoner i henhold til fordelingen av det vertikale jordlaget, justere jettrykket i henhold til den innstilte verdien av marktrykket og kontrollere konstruksjonsprosessene som opp og ned konvertering av sprøytefuging.Dette reduserer i stor grad påvirkningen av menneskelige faktorer på konstruksjonskvaliteten til blandehaugen under byggeprosessen, og forbedrer påliteligheten og konsistensen av kvaliteten på blandehaugen.

Ved hjelp av presisjonssensorer installert på utstyret, kan det digitale kontrollsystemet overvåke viktige konstruksjonsparametere som blandehastighet, sprøytevolum, slurrytrykk og flyt, og underjordisk trykk, og kan gi tidlig varsling for unormale konstruksjonsforhold, noe som øker sikkerheten av byggeprosessen for blandepeler.Åpenhet og aktualitet for problemløsning.Samtidig kan det digitale kontrollsystemet registrere parametrene for hele byggeprosessen og laste opp de registrerte konstruksjonsparametrene til skyplattformen i sanntid gjennom nettverksmodulen for enkel visning og inspeksjon, for å sikre ektheten og sikkerheten til dataene som genereres under byggeprosessen.

5、 Byggeteknologi og parametere

Den digitale DMP-mikroforstyrrende fireakse blandepelkonstruksjonsprosessen inkluderer hovedsakelig konstruksjonsforberedelse, prøvepelkonstruksjon og formell pelkonstruksjon.I henhold til konstruksjonsparametrene oppnådd fra prøvepelkonstruksjonen, realiserer det digitale konstruksjonskontrollsystemet den automatiserte konstruksjonen av pelen.Kombinert med faktisk ingeniørerfaring kan konstruksjonsparametrene vist i tabell 1 velges.Forskjellig fra konvensjonelle blandepeler, er vann-til-sement-forholdet som brukes for den fireaksede blandepelen forskjellig ved synking og løfting.Vann-til-sement-forholdet som brukes til å synke er 1,0~1,5, mens vann-til-sement-forholdet for løft er 0,8~1,0.Ved synking og omrøring har sementslammet et større vann-sementforhold, og slurryen har en mer tilstrekkelig mykgjørende effekt på jorda, noe som effektivt kan redusere røremotstanden;ved løfting, siden jorda i pelekroppen har blitt blandet, kan et mindre vann-sementforhold effektivt øke styrken til pelekroppen.

Ved å bruke den ovennevnte sprøytebetongblandingsprosessen, kan den fireaksede blandepelen oppnå samme effekt som den konvensjonelle prosessen med et sementinnhold på 13% til 18%, og oppfyller ingeniørkravene til styrken og ugjennomtrengeligheten til sement-jordblandingshauger. , og samtidig få til endringer på grunn av sement. Fordelen med å redusere doseringen er at erstatningsjorden under byggeprosessen også reduseres tilsvarende.Inklinometeret installert på borerøret løser problemet med vanskelig kontroll av vertikalitet under konstruksjonen av konvensjonelle sement-jordblandingshauger.Den målte vertikaliteten til den fireaksede blandepelekroppen kan nå 1/300.

6、 Ingeniørapplikasjoner

For ytterligere å studere pelekroppsstyrken til den digitale mikroperturbasjons-mikroforstyrrende fireakse blandepelen og virkningen av peledannende prosessen på den omkringliggende jorda, ble felteksperimenter utført under forskjellige stratigrafiske forhold.Styrken til sement- og jordkjerneprøvene målt på den 21. og 28. dagen av de innsamlede blandepælekjerneprøvene nådde 0,8 MPa, som oppfyller kravene til sement- og jordstyrke i konvensjonell undergrunnsteknikk.

Sammenlignet med tradisjonelle sement-jord-blandingshauger, kan den vanlige all-round høytrykks-jet-fugingen (MJS-metoden) og mikroforstyrrelses-blandingshaugene (IMS-metoden) betydelig redusere den horisontale forskyvningen av omkringliggende jord og overflatesetninger forårsaket av pelekonstruksjon. ..I ingeniørpraksis er de to ovennevnte metodene anerkjent som mikroforstyrrende konstruksjonsteknikker og brukes ofte i ingeniørprosjekter med høye krav til omgivende miljøvern.

Tabell 2 sammenligner overvåkingsdata for omkringliggende jord og overflatedeformasjon forårsaket av DMP digital mikroperturbasjon fireakset blandepel, MJS konstruksjonsmetode og IMS konstruksjonsmetode under byggeprosessen.Under byggeprosessen av den fireaksede mikroperturbasjonsblandepelen, i en avstand på 2 meter fra pelekroppen. Den horisontale forskyvningen og den vertikale løftingen av jorda kan kontrolleres til ca. 5 mm, som tilsvarer MJS-konstruksjonsmetoden og IMS byggemetoden, og kan oppnå minimal forstyrrelse av jorda rundt pelen under pelekonstruksjonsprosessen.

For tiden har DMP digitale mikroforstyrrelser med fire akser blandepeler blitt brukt med suksess i forskjellige typer prosjekter som forsterkning av fundamenter og konstruksjon av fundamentgraver i Jiangsu, Zhejiang, Shanghai og andre steder.Ved å kombinere forskning og utvikling og ingeniøranvendelse av fireakset blandepelteknologi, ble "Technical Standard for Micro-Disturbance Four-axis Mixing Pile" (T/SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Group Standard) kompilert, som inkluderer utstyr, design, konstruksjon og testing, etc. Det er fremsatt spesifikke krav for å standardisere bruken av DMP digital mikro-perturbasjon fireakset blandepeleteknologi.

Innleggstid: 22. september 2023